KR102466099B1

KR102466099B1 - 표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법

Info

Publication number: KR102466099B1
Application number: KR1020170184256A
Authority: KR
Inventors: 김강우; 김범준; 김창정; 신성열; 유권헌
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2022-11-14
Also published as: KR20190082349A; US20190206356A1; US10777162B2

Abstract

표시 장치는 표시 패널, 타이밍 컨트롤러, 데이터 구동부 및 전압 생성부를 포함한다. 표시 패널은 스위칭 소자, 스위칭 소자와 연결되는 픽셀 전극, 픽셀 전극과 중첩되는 공통 전극 및 픽셀 전극과 중첩되는 스토리지 전극을 포함한다. 타이밍 컨트롤러는 가변하는 프레임 레이트에 따라 입력 영상 데이터를 처리하여 가변하는 프레임 길이를 갖는 데이터 신호를 생성한다. 데이터 구동부는 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하여 픽셀 전극에 출력한다. 전압 생성부는 공통 전극에 공통 전압을 인가하고, 스토리지 전극에 공통 전압보다 큰 스토리지 전압을 인가한다.

Description

표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법 {DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME AND METHOD OF DRIVING DISPLAY PANEL USING THE SAME}

본 발명은 표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법에 관한 것으로, 가변 프레임 레이트에 동기화되는 표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법에 관한 것이다.

표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 타이밍 컨트롤러, 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함한다. 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부의 구동 타이밍을 조절하고, 상기 게이트 구동부는 게이트 라인에 게이트 신호를 출력하며, 상기 데이터 구동부는 데이터 라인에 데이터 전압을 출력한다.

상기 타이밍 컨트롤러로 입력 영상 데이터를 제공하는 그래픽 프로세싱 유닛은 가변하는 프레임 레이트로 상기 입력 영상 데이터를 제공할 수 있고, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터를 상기 가변하는 프레임 레이트와 동기하여 상기 입력 영상 데이터를 처리할 수 있다.

상기 표시 패널이 가변하는 프레임 레이트로 영상을 표시할 때, 프레임 레이트에 따라 영상의 휘도의 편차가 발생하여 표시 오류로 시인될 수 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 가변하는 프레임 레이트로 인한 표시 오류를 보정할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치를 이용하여 표시 패널을 구동하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 타이밍 컨트롤러, 데이터 구동부 및 전압 생성부를 포함한다. 상기 표시 패널은 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자와 연결되는 픽셀 전극, 상기 픽셀 전극과 중첩되는 공통 전극 및 상기 픽셀 전극과 중첩되는 스토리지 전극을 포함한다. 상기 타이밍 컨트롤러는 가변하는 프레임 레이트에 따라 입력 영상 데이터를 처리하여 데이터 신호를 생성한다. 상기 데이터 구동부는 상기 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하여 상기 픽셀 전극에 출력한다. 상기 전압 생성부는 상기 공통 전극에 공통 전압을 인가하고, 상기 스토리지 전극에 상기 공통 전압보다 큰 스토리지 전압을 인가한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 데이터 신호는 액티브 구간 및 블랭크 구간을 포함할 수 있다. 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 가변하는 프레임 레이트에 따라 상기 데이터 신호의 상기 블랭크 구간의 길이를 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는 제1 프레임 레이트에 대응하여 제1 액티브 구간 및 제1 블랭크 구간을 갖는 제1 프레임 데이터 신호를 생성할 수 있다. 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제1 프레임 레이트보다 큰 제2 프레임 레이트에 대응하여 상기 제1 액티브 구간과 길이가 동일한 제2 액티브 구간 및 상기 제1 블랭크 구간보다 길이가 짧은 제2 블랭크 구간을 갖는 제2 프레임 데이터 신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스토리지 전압은 상기 공통 전압의 2배일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 공통 전압을 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 공통 전압의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 공통 전압의 제2 평균보다 작을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 한 프레임의 평균 계조에 따라 다른 레벨을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 스토리지 전압을 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 스토리지 전압의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 스토리지 전압의 제2 평균보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 한 프레임의 평균 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 스토리지 전압을 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 데이터 신호에 대응하는 값을 갖는 감마 기준 전압을 생성하는 감마 기준 전압 생성부를 더 포함할 수 있다. 상기 감마 기준 전압 생성부는 동일 계조에 대해 정극성 감마 기준 전압 및 부극성 감마 기준 전압의 평균이 센터 전압이 되도록 상기 정극성 감마 기준 전압 및 상기 부극성 감마 기준 전압을 생성할 수 있다. 상기 감마 기준 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 센터 전압을 기초로 상기 정극성 감마 기준 전압 및 상기 부극성 감마 기준 전압을 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 센터 전압의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 센터 전압의 제2 평균보다 작을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 가변 프레임 보상 신호를 생성할 수 있다. 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조에 상기 가변 프레임 보상 신호를 합산할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가변 프레임 보상 신호는 음수일 수 있다. 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 가변 프레임 보상 신호의 절대값의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 가변 프레임 보상 신호의 절대값의 제2 평균보다 클 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 타이밍 컨트롤러, 데이터 구동부 및 전압 생성부를 포함한다. 상기 표시 패널은 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자와 연결되는 픽셀 전극 및 상기 픽셀 전극과 중첩되는 공통 전극을 포함한다. 상기 타이밍 컨트롤러는 가변하는 프레임 레이트에 따라 입력 영상 데이터를 처리하여 가변하는 프레임 길이를 갖는 데이터 신호를 생성한다. 상기 데이터 구동부는 상기 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하여 상기 픽셀 전극에 출력한다. 상기 전압 생성부는 상기 공통 전극에 상기 입력 영상 데이터의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 인가한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 한 프레임의 평균 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 공통 전압을 생성할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널의 구동 방법은 가변하는 프레임 레이트에 따라 입력 영상 데이터를 처리하여 가변하는 프레임 길이를 갖는 데이터 신호를 생성하는 단계, 상기 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하여 표시 패널의 픽셀 전극에 출력하는 단계, 상기 표시 패널의 공통 전극에 공통 전압을 인가하는 단계 및 상기 표시 패널의 스토리지 전극에 상기 공통 전압보다 큰 스토리지 전압을 인가하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 데이터 신호는 액티브 구간 및 블랭크 구간을 포함할 수 있다. 상기 데이터 신호를 생성하는 단계는 상기 가변하는 프레임 레이트에 따라 상기 데이터 신호의 상기 블랭크 구간의 길이를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 데이터 신호를 생성하는 단계는 제1 프레임 레이트에 대응하여 제1 액티브 구간 및 제1 블랭크 구간을 갖는 제1 프레임 데이터 신호를 생성하는 단계 및 상기 제1 프레임 레이트보다 큰 제2 프레임 레이트에 대응하여 상기 제1 액티브 구간과 길이가 동일한 제2 액티브 구간 및 상기 제1 블랭크 구간보다 길이가 짧은 제2 블랭크 구간을 갖는 제2 프레임 데이터 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

이와 같은 표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법에 따르면, 공통 전압보다 큰 레벨을 갖는 스토리지 전압을 이용하여 영상을 표시하므로, 가변하는 프레임 레이트로 인한 표시 오류를 보정할 수 있다.

또한, 상기 공통 전압은 입력 영상 데이터의 계조에 따라 가변하는 값을 갖도록 조절되어, 가변하는 프레임 레이트로 인한 표시 오류를 보정할 수 있다.

결과적으로, 가변하는 프레임 레이트로 영상을 표시하는 표시 패널의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 픽셀을 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1의 타이밍 컨트롤러의 영상 처리를 나타내는 개념도이다.
도 4는 도 2의 스토리지 전압 및 픽셀 전압의 차이에 따른 스토리지 캐패시터의 캐패시턴스를 나타내는 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 도 2의 스토리지 전압 및 픽셀 전압의 차이에 따른 스토리지 캐패시터를 나타내는 개념도이다.
도 6a는 도 1의 표시 패널의 공통 전극을 나타내는 평면도이다.
도 6b는 도 1의 표시 패널의 픽셀 전극을 나타내는 개념도이다.
도 7a는 도 6b의 픽셀 전극에 정극성 픽셀 전압이 인가될 때의 액정 분자의 배열을 나타내는 개념도이다.
도 7b는 도 6b의 픽셀 전극에 부극성 픽셀 전압이 인가될 때의 액정 분자의 배열을 나타내는 개념도이다.
도 8은 입력 영상 데이터의 계조 및 공통 전압에 따른 도 1의 표시 패널의 휘도차를 나타내는 그래프이다.
도 9는 입력 영상 데이터의 계조 및 스토리지 전압에 따른 도 1의 표시 패널의 휘도차를 나타내는 그래프이다.
도 10은 도 9의 제1 스토리지 전압에서 저 프레임 레이트 영상의 휘도 및 고 프레임 레이트 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 11은 도 9의 제2 스토리지 전압에서 저 프레임 레이트 영상의 휘도 및 고 프레임 레이트 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 12는 도 9의 제3 스토리지 전압에서 저 프레임 레이트 영상의 휘도 및 고 프레임 레이트 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 14는 계조에 따른 도 13의 감마 기준 전압을 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 타이밍 컨트롤러에 포함된 데이터 신호 변환부를 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 타이밍 컨트롤러(200), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400), 데이터 구동부(500) 및 전압 생성부(600)를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 표시부 및 상기 표시부에 이웃하여 배치되는 주변부를 포함한다. 예를 들어, 상기 표시 패널(100)은 액정층을 포함하는 액정 표시 장치일 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GL), 복수의 데이터 라인들(DL) 및 상기 게이트 라인들(GL)과 상기 데이터 라인들(DL) 각각에 전기적으로 연결된 복수의 픽셀들(PX)을 포함한다. 상기 게이트 라인들(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 데이터 라인들(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 외부의 장치(미도시)로부터 입력 영상 데이터(IMG) 및 입력 제어 신호(CONT)를 수신한다. 예를 들어, 상기 입력 영상 데이터는 적색 영상 데이터, 녹색 영상 데이터 및 청색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 마스터 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 외부의 장치는 그래픽 프로세싱 유닛일 수 있다. 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 그래픽 프로세싱 유닛으로부터 프레임 레이트(FR)를 더 수신할 수 있다. 상기 프레임 레이트(FR)는 시간에 따라 가변할 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 영상 데이터(IMG), 상기 프레임 레이트(FR) 및 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 제1 제어 신호(CONT1), 제2 제어 신호(CONT2), 제3 제어 신호(CONT3) 및 데이터 신호(DATA)를 생성한다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 프레임 레이트(FR) 및 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 게이트 구동부(300)의 동작을 제어하기 위한 상기 제1 제어 신호(CONT1)를 생성하여 상기 게이트 구동부(300)에 출력한다. 상기 제1 제어 신호(CONT1)는 수직 개시 신호 및 게이트 클럭 신호를 포함할 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 프레임 레이트(FR) 및 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 데이터 구동부(500)의 동작을 제어하기 위한 상기 제2 제어 신호(CONT2)를 생성하여 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다. 상기 제2 제어 신호(CONT2)는 수평 개시 신호 및 로드 신호를 포함할 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 프레임 레이트(FR) 및 상기 입력 영상 데이터(IMG)를 근거로 데이터 신호(DATA)를 생성한다. 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 감마 기준 전압 생성부(400)의 동작을 제어하기 위한 상기 제3 제어 신호(CONT3)를 생성하여 상기 감마 기준 전압 생성부(400)에 출력한다.

상기 게이트 구동부(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(200)로부터 입력 받은 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 상기 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 신호들을 생성한다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 출력할 수 있다.

상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)에 직접 실장(mounted)되거나, 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package: TCP) 형태로 상기 표시 패널(100)에 연결될 수 있다. 한편, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)의 상기 주변부에 집적(integrated)될 수 있다.

상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 타이밍 컨트롤러(200)로부터 입력 받은 상기 제3 제어 신호(CONT3)에 응답하여 감마 기준 전압(VGREF)을 생성한다. 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 상기 데이터 구동부(500)에 제공한다. 상기 감마 기준 전압(VGREF)은 각각의 데이터 신호(DATA)에 대응하는 값을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 타이밍 컨트롤러(200) 내에 배치되거나 상기 데이터 구동부(500) 내에 배치될 수 있다.

상기 데이터 구동부(500)는 상기 타이밍 컨트롤러(200)로부터 상기 제2 제어 신호(CONT2) 및 상기 데이터 신호(DATA)를 입력 받고, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)로부터 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 입력 받는다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인(DL)에 출력한다.

상기 전압 생성부(600)는 공통 전압(VCOM) 및 스토리지 전압(VCST)을 생성한다. 상기 전압 생성부(600)는 상기 공통 전압(VCOM) 및 상기 스토리지 전압(VCST)을 상기 표시 패널(100)에 출력한다. 상기 전압 생성부(600)는 상기 데이터 신호(DATA)를 이용하여 상기 공통 전압(VCOM) 및 상기 스토리지 전압(VCST)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 전압 생성부(600)는 상기 데이터 신호(DATA)의 계조에 따라, 상기 공통 전압(VCOM) 및 상기 스토리지 전압(VCST)을 생성할 수 있다.

도 2는 도 1의 픽셀(PX)을 나타내는 회로도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 픽셀(PX)은 스위칭 소자(TR), 상기 스위칭 소자(TR)에 연결되는 픽셀 전극, 상기 픽셀 전극과 중첩되는 공통 전극 및 상기 픽셀 전극과 중첩되는 스토리지 전극을 포함한다.

상기 스위칭 소자(TR)의 제어 전극은 상기 게이트 라인(GL)과 연결되고, 상기 스위칭 소자(TR)의 입력 전극은 상기 데이터 라인(DL)과 연결되며, 상기 스위칭 소자(TR)의 출력 전극은 상기 픽셀 전극과 연결될 수 있다.

상기 데이터 구동부(500)는 상기 픽셀 전극에 상기 데이터 전압을 출력한다. 상기 데이터 전압 중 해당 픽셀에 대응하는 전압을 픽셀 전압(VPX)이라고 할 수 있다.

상기 전압 생성부(600)는 상기 공통 전극에 상기 공통 전압(VCOM)을 출력한다. 상기 전압 생성부(600)는 상기 스토리지 전극에 상기 스토리지 전압(VCST)을 출력한다.

상기 픽셀 전극 및 상기 픽셀 전극과 중첩되는 상기 공통 전극은 액정 캐패시터(CLC)를 형성한다. 상기 픽셀 전극 및 상기 공통 전극의 사이에는 액정층이 배치될 수 있다.

상기 픽셀 전극 및 상기 픽셀 전극과 중첩되는 상기 스토리지 전극은 스토리지 캐패시터(CST)를 형성한다. 상기 픽셀 전극 및 상기 스토리지 전극의 사이에는 게이트 절연층이 배치될 수 있다. 상기 스토리지 캐패시터(CST)의 구조에 대해서는 도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상세히 후술한다.

도 3은 도 1의 타이밍 컨트롤러(200)의 영상 처리를 나타내는 개념도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 그래픽 프로세싱 유닛은 가변하는 프레임 레이트(FR)를 갖는 입력 영상 데이터(IMG)를 상기 타이밍 컨트롤러(200)에 출력할 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 가변하는 프레임 레이트(FR)에 따라 입력 영상 데이터(IMG)를 처리하여 가변하는 프레임 길이를 갖는 데이터 신호(DATA)를 생성할 수 있다.

상기 데이터 신호는 액티브 구간(AC1, AC2, AC3, AC4, AC5) 및 블랭크 구간(BL1, BL2, BL3, BL4, BL5)을 포함할 수 있다. 상기 액티브 구간(AC1, AC2, AC3, AC4, AC5)은 상기 데이터 신호가 계조 데이터를 포함하고 있는 구간이고, 상기 블랭크 구간(BL1, BL2, BL3, BL4, BL5)은 상기 데이터 신호가 계조 데이터를 포함하고 있지 않은 구간일 수 있다. 예를 들어, 상기 액티브 구간(AC1, AC2, AC3, AC4, AC5)은 상기 게이트 신호의 스캐닝 구간에 대응될 수 있다. 예를 들어, 상기 블랭크 구간(BL1, BL2, BL3, BL4, BL5)은 상기 게이트 신호의 비스캐닝 구간에 대응될 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 가변하는 프레임 레이트(FR)에 따라 상기 데이터 신호(DATA)의 상기 블랭크 구간(BL1, BL2, BL3, BL4, BL5)의 길이를 조절할 수 있다. 반면, 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 가변하는 프레임 레이트(FR)에 불구하고, 상기 데이터 신호(DATA)의 상기 액티브 구간(AC1, AC2, AC3, AC4, AC5)의 길이는 일정하게 유지할 수 있다. 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 최고 프레임 레이트(FR) 기준으로, 상기 액티브 구간(AC1, AC2, AC3, AC4, AC5)의 길이를 설정할 수 있다.

도 3에서, 제1 프레임 레이트를 갖는 제1 프레임(FRAME1)에 대응하여, 제1 액티브 구간(AC1) 및 제1 블랭크 구간(BL1)을 갖는 제1 프레임 데이터 신호를 생성할 수 있다.

제2 프레임 레이트를 갖는 제2 프레임(FRAME2)에 대응하여, 제2 액티브 구간(AC2) 및 제2 블랭크 구간(BL2)을 갖는 제2 프레임 데이터 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 프레임 레이트는 상기 제1 프레임 레이트보다 작을 수 있다. 상기 제2 액티브 구간(AC2)은 상기 제1 액티브 구간(AC1)과 동일할 수 있다. 상기 제2 블랭크 구간(BL2)은 상기 제1 블랭크 구간(BL1)보다 길 수 있다.

제3 프레임 레이트를 갖는 제3 프레임(FRAME3)에 대응하여, 제3 액티브 구간(AC3) 및 제3 블랭크 구간(BL3)을 갖는 제3 프레임 데이터 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 프레임 레이트는 상기 제1 프레임 레이트보다 클 수 있다. 상기 제3 액티브 구간(AC3)은 상기 제1 액티브 구간(AC1)과 동일할 수 있다. 상기 제3 블랭크 구간(BL3)은 상기 제1 블랭크 구간(BL1)보다 짧을 수 있다.

제4 프레임 레이트를 갖는 제4 프레임(FRAME4)에 대응하여, 제4 액티브 구간(AC4) 및 제4 블랭크 구간(BL4)을 갖는 제4 프레임 데이터 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 프레임 레이트는 상기 제1 프레임 레이트보다 작을 수 있다. 상기 제4 액티브 구간(AC4)은 상기 제1 액티브 구간(AC1)과 동일할 수 있다. 상기 제4 블랭크 구간(BL4)은 상기 제1 블랭크 구간(BL1)보다 길 수 있다.

제5 프레임 레이트를 갖는 제5 프레임(FRAME5)에 대응하여, 제5 액티브 구간(AC5) 및 제5 블랭크 구간(BL5)을 갖는 제5 프레임 데이터 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 프레임 레이트는 상기 제1 프레임 레이트보다 클 수 있다. 상기 제5 액티브 구간(AC5)은 상기 제1 액티브 구간(AC1)과 동일할 수 있다. 상기 제5 블랭크 구간(BL5)은 상기 제1 블랭크 구간(BL1)보다 짧을 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기와 같은 방식으로, 상기 가변하는 프레임 레이트(FR)에 따라 상기 입력 영상 데이터(IMG)를 처리하여 가변하는 프레임 길이를 갖는 데이터 신호(DATA)를 생성할 수 있다.

도 4는 도 2의 스토리지 전압(VCST) 및 픽셀 전압(VPX)의 차이에 따른 스토리지 캐패시터(CST)의 캐패시턴스를 나타내는 그래프이다. 도 5a 및 도 5b는 도 2의 스토리지 전압(VCST) 및 픽셀 전압(VPX)의 차이에 따른 스토리지 캐패시터(CST)를 나타내는 개념도이다.

도 1 내지 도 5b를 참조하면, 상기 스토리지 전압(VCST) 및 상기 픽셀 전압(VPX)의 차이인 델타 전압(VDL)에 의해 상기 스토리지 캐패시터(CST)의 캐패시턴스가 정의될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 스토리지 캐패시터(CST)는 상기 표시 패널(100)의 게이트 라인(GL)을 포함하는 게이트 금속층(GATE)으로 형성되는 스토리지 전극 및 상기 데이터 라인(DL)을 포함하는 데이터 금속층(SD)과 직접 접촉하여 형성되는 픽셀 전극으로 정의될 수 있다.

4 마스크 공정으로 생산되는 상기 표시 패널(100)의 경우, 상기 게이트 금속층(GATE) 상에 게이트 절연층(GI)이 배치되고, 상기 게이트 절연층(GI) 상에 반도체층(SC)이 배치되며, 상기 반도체층(SC) 상에 N+ 도핑층(NP)이 배치되고, 상기 N+ 도핑층(NP) 상에 상기 데이터 금속층(SD)이 배치될 수 있다.

상기 스토리지 캐패시터(CST)는 상기 게이트 금속층(GATE) 및 상기 데이터 금속층(SD) 사이에 형성될 수 있다. 이와는 달리, 상기 스토리지 캐패시터(CST)는 상기 게이트 금속층(GATE) 및 상기 데이터 금속층(SD)과 접촉하는 픽셀 전극 사이에 형성될 수 있다.

상기 델타 전압(VDL)은 상기 스토리지 전압(VCST)에서 상기 픽셀 전압(VPX)을 뺀 값으로 정의된다.

상기 델타 전압(VDL)이 음수인 경우 즉 상기 스토리지 전압(VCST)이 상기 픽셀 전압(VPX)보다 작은 경우에는, 도 5a에서 나타낸 바와 같이, 상기 게이트 절연층(GI) 영역에 제1 캐패시턴스(CSTA)가 생성되고, 상기 반도체층(SC) 영역에 제2 캐패시턴스(CSTB)가 생성된다.

반면, 상기 델타 전압(VDL)이 양수인 경우 즉 상기 스토리지 전압(VCST)이 상기 픽셀 전압(VPX)보다 큰 경우에는, 도 5b에서 나타낸 바와 같이, 상기 게이트 절연층(GI) 영역에 상기 제1 캐패시턴스(CSTA)가 생성되고, 상기 반도체층(SC) 영역에는 캐패시턴스가 형성되지 않을 수 있다.

즉, 상기 델타 전압(VDL)의 극성에 따라 상기 스토리지 캐패시터(CST)의 캐패시턴스의 크기가 달라진다.

상기 델타 전압(VDL)이 음수인 경우에는 상기 제1 캐패시턴스(CSTA) 및 상기 제2 캐패시턴스(CSTB)의 합성에 의해 상기 델타 전압(VDL)이 양수인 경우보다 작은 캐패시턴스를 갖게 된다.

예를 들어, 상기 스토리지 전압(VCST)이 7.7V이고, 정극성 픽셀 전압 중 일 예가 10V, 부극성 픽셀 전압의 일 예가 3V인 경우, 상기 델타 전압은 상기 정극성 픽셀 전압에 대해 -2.3V, 상기 부극성 픽셀 전압에 대해 4.7V일 수 있다. 도 4에서 보듯이, 상기 델타 전압이 -2.3V인 경우와 상기 델타 전압이 4.7V인 경우에는 상기 스토리지 캐패시터(CST)의 캐패시턴스가 큰 차이를 나타낸다.

상기 스토리지 캐패시터(CST)는 액정 표시 패널에서의 킥백 전압(VKB)을 이루는 요소가 된다. 상기 킥백 전압은 수학식 1로 정의될 수 있다.

[수학식 1]

여기서, CGS는 상기 스위칭 소자(TR)의 게이트-소스 캐패시턴스이고, CLC는 상기 액정 캐패시터의 캐패시턴스이며, CST는 상기 스토리지 캐패시터의 캐패시턴스이다. ΔVG는 게이트 전압의 차이를 의미한다. 예를 들어, ΔVG는 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압의 차이일 수 있다.

즉, 정극성과 부극성 사이에서 반전 구동되는 상기 표시 패널(100)에서 정극성과 부극성의 상기 스토리지 캐패시터(CST)의 캐패시턴스 차이는 정극성과 부극성의 킥백 전압의 차이를 발생시키고, 상기 정극성과 부극성의 킥백 전압의 차이는 상기 정극성과 부극성의 휘도 차이를 발생시키는 주요 원인이 될 수 있다.

도 6a는 도 1의 표시 패널의 공통 전극(CE)을 나타내는 평면도이다. 도 6b는 도 1의 표시 패널의 픽셀 전극(PE)을 나타내는 개념도이다. 도 7a는 도 6b의 픽셀 전극(PE)에 정극성 픽셀 전압이 인가될 때의 액정 분자의 배열을 나타내는 개념도이다. 도 7b는 도 6b의 픽셀 전극(PE)에 부극성 픽셀 전압이 인가될 때의 액정 분자의 배열을 나타내는 개념도이다.

도 1 내지 도 7b를 참조하면, 상기 픽셀(PX)은 서로 마주보며 중첩되는 상기 공통 전극(CE) 및 상기 픽셀 전극(PE)을 포함할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에서는 설명의 편의 상, 상기 공통 전극(CE) 및 상기 픽셀 전극(PE)의 크기를 동일하게 도시하였으나, 상기 공통 전극(CE)은 상기 표시 패널(100)의 전 면적을 커버하도록 형성될 수 있다.

상기 픽셀 전극(PE)은 상기 액정 분자의 특정 배열을 유도하기 위해, 특정 패턴을 포함할 수 있다. 상기 픽셀 전극(PE)은 예를 들어, 대각선 방향으로 연장되는 복수의 가지들을 포함할 수 있다.

상기 액정 분자의 배열 형태는 여러 요소의 영향을 받을 수 있으나, 예를 들어, 상기 픽셀 전극(PE)에 인가되는 픽셀 전압의 극성에 따라 상기 픽셀 전극(PE)으로부터 공통 전극(CE) 방향으로 퍼지는 형태나 모이는 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 액정층의 배열 형태의 변화는 의도치 않은 휘도의 증감을 가져올 수 있다.

도 7a는 상기 픽셀 전극(PE)들에 상기 공통 전압 대비 정극성 픽셀 전압이 인가되는 경우를 예시한다. 도 7a에서, 상기 액정층의 일 부분의 액정 분자들은 상기 픽셀 전극(PE)으로부터 공통 전극(CE) 방향으로 퍼지는 형태를 갖는다. 예를 들어, 상기 액정층의 일 부분의 액정 분자들은 상기 픽셀 전극(PE)으로부터 공통 전극(CE) 방향으로 퍼지는 형태를 가질 때, 플렉소 일렉트릭 효과(Flexo-Electric effect)에 의해 상기 표시 패널(100)의 휘도는 증가할 수 있다.

도 7b는 상기 픽셀 전극(PE)들에 상기 공통 전압 대비 부극성 픽셀 전압이 인가되는 경우를 예시한다. 도 7a에서, 상기 액정층의 일 부분의 액정 분자들은 상기 픽셀 전극(PE)으로부터 공통 전극(CE) 방향으로 좁혀지는 형태를 갖는다. 예를 들어, 상기 액정층의 일 부분의 액정 분자들은 상기 픽셀 전극(PE)으로부터 공통 전극(CE) 방향으로 좁혀지는 형태를 가질 때, 플렉소 일렉트릭 효과(Flexo-Electric effect)에 의해 상기 표시 패널(100)의 휘도는 감소할 수 있다.

이와 같이, 상기 플렉소 일렉트릭 효과(Flexo-Electric effect)에 따른 액정 분자 배열로 인해 상기 표시 패널(100)의 정극성과 부극성의 휘도 차이를 발생시키는 주요 원인이 될 수 있다.

도 8은 입력 영상 데이터(IMG)의 계조 및 공통 전압(VCOM)에 따른 도 1의 표시 패널(100)의 휘도차를 나타내는 그래프이다.

도 4 내지 도 7b에서 설명한 정극성과 부극성의 휘도 차이는 상기 표시 패널(100)이 가변하는 프레임 레이트(FR)로 구동될 때, 관찰자에게 더욱 강하게 시인되며, 상기 정극성과 부극성의 휘도 차이가 가변 프레임 레이트를 지원하는 표시 패널(100)의 표시 품질을 크게 악화시키는 주요 원인이 된다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 상기 공통 전압(VCOM)의 레벨을 조절하는 경우, 정극성 및 부극성의 휘도 차이를 감소시킬 수 있다.

예를 들어, 제1 공통 전압(VCOM1)은 중간 계조 플리커를 최소화하기 위한 플리커 최적 공통 전압일 수 있다. 예를 들어, 제2 공통 전압(VCOM2)은 상기 제1 공통 전압(VCOM1)보다 작은 값을 갖는다.

도 8에서 보듯이, 상기 제1 공통 전압(VCOM1)보다 작은 상기 제2 공통 전압(VCOM2)에 대해 상기 정극성 및 부극성의 휘도 차이가 감소하는 것이 확인된다.

상기 정극성 및 부극성의 휘도 차이는 입력 영상 데이터(IMG)의 계조에 따라 다른 값을 갖는다. 상기 정극성 및 부극성의 휘도 차이는 고 계조 영역보다는 저 계조 영역에서 더 큰 값을 갖는다.

도 9는 입력 영상 데이터(IMG)의 계조 및 스토리지 전압(VCST)에 따른 도 1의 표시 패널(100)의 휘도차를 나타내는 그래프이다. 도 10은 도 9의 제1 스토리지 전압(VCST1)에서 저 프레임 레이트 영상의 휘도 및 고 프레임 레이트 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다. 도 11은 도 9의 제2 스토리지 전압(VCST2)에서 저 프레임 레이트 영상의 휘도 및 고 프레임 레이트 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다. 도 12는 도 9의 제3 스토리지 전압(VCST3)에서 저 프레임 레이트 영상의 휘도 및 고 프레임 레이트 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다.

도 1 내지 도 12를 참조하면, 상기 스토리지 전압(VCST)의 레벨을 조절하는 경우, 정극성 및 부극성의 휘도 차이를 감소시킬 수 있다.

예를 들어, 제2 스토리지 전압(VCST2)이 현재 표시 패널(100)의 구동을 위해 일반적으로 선택되는 스토리지 전압이라고 가정한다. 예를 들어, 상기 제2 스토리지 전압(VCST2)은 7.7V일 수 있다.

상기 제1 스토리지 전압(VCST1)은 상기 제2 스토리지 전압(VCST2)에 비해 작은 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스토리지 전압(VCST1)은 2.6V일 수 있다.

상기 제3 스토리지 전압(VCST3)은 상기 제2 스토리지 전압(VCST2)에 비해 큰 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 스토리지 전압(VCST3)은 12.6V일 수 있다.

도 9에서 보듯이, 상기 제2 스토리지 전압(VCST2)보다 작은 상기 제1 스토리지 전압(VCST1)에 대해 상기 정극성 및 부극성의 휘도 차이가 증가하는 것이 확인된다.

상기 제2 스토리지 전압(VCST2)보다 큰 상기 제3 스토리지 전압(VCST3)에 대해 상기 정극성 및 부극성의 휘도 차이가 감소하는 것이 확인된다.

예를 들어, 상기 스토리지 전압(VCST)이 12.6V이고, 정극성 픽셀 전압 중 일 예가 10V, 부극성 픽셀 전압의 일 예가 3V인 경우, 상기 델타 전압은 상기 정극성 픽셀 전압에 대해 2.6V, 상기 부극성 픽셀 전압에 대해 9.6V일 수 있다. 도 4에서 보듯이, 상기 델타 전압이 2.6V인 경우와 상기 델타 전압이 9.6V인 경우에는, 상기 스토리지 전압(VCST)이 7.7V인 경우에 비해, 상기 스토리지 캐패시터(CST)의 캐패시턴스의 차이가 감소한다. 상기 스토리지 캐패시터(CST)의 캐패시턴스의 차이가 감소하여, 상기 정극성 및 부극성의 휘도 차이가 감소할 수 있다.

결과적으로, 상기 스토리지 전압(VCST)은 상기 공통 전압(VCOM)보다 큰 값을 가질 수 있다. 이 때, 상기 스토리지 전압(VCST)은 상기 공통 전압(VCOM)의 2배로 설정될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 공통 전압(VCOM) 및 상기 스토리지 전압(VCST)은 시간에 관계 없이 일정한 DC 레벨을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 이와는 달리, 상기 공통 전압(VCOM) 및 상기 스토리지 전압(VCST)은 실시간으로 가변하는 값을 갖도록 구동될 수 있다.

예를 들어, 상기 전압 생성부(600)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 공통 전압(VCOM)을 생성할 수 있다. 상기 전압 생성부(600)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 계조에 따라 실시간으로 가변하는 상기 공통 전압(VCOM)을 상기 표시 패널(100)에 출력할 수 있다.

도 8에서 보듯이, 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 저 계조 영역에서 상기 휘도차가 크므로, 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 고 계조 영역보다 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 저 계조 영역에서 상기 공통 전압(VCOM)이 평균적으로 더 작은 값을 갖도록 설정될 수 있다. 상기 저 계조 영역은 최저 계조(예컨대, 0 계조)와 중간 계조(예컨대, 128 계조) 사이의 영역으로 정의될 수 있다. 상기 고 계조 영역은 중간 계조(예컨대, 128 계조)와 최대 계조(예컨대, 256 계조) 사이의 영역으로 정의될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전압 생성부(600)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 한 프레임의 평균 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 공통 전압(VCOM)을 생성하여 프레임마다 가변하는 상기 공통 전압(VCOM)을 상기 표시 패널(100)에 출력할 수 있다.

예를 들어, 상기 전압 생성부(600)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 스토리지 전압(VCST)을 생성할 수 있다. 상기 전압 생성부(600)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 계조에 따라 실시간으로 가변하는 상기 스토리지 전압(VCST)을 상기 표시 패널(100)에 출력할 수 있다.

도 9에서 보듯이, 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 저 계조 영역에서 상기 휘도차가 크므로, 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 고 계조 영역보다 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 저 계조 영역에서 상기 스토리지 전압(VCST)이 평균적으로 더 큰 값을 갖도록 설정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전압 생성부(600)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 한 프레임의 평균 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 스토리지 전압(VCST)을 생성하여 프레임마다 가변하는 상기 공통 전압(VCST)을 상기 표시 패널(100)에 출력할 수 있다.

도 10은 상기 제1 스토리지 전압(VCST1, 2.6V)에서 저 프레임 레이트 영상의 휘도 및 고 프레임 레이트 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다. 상기 제1 스토리지 전압(VCST1, 2.6V)에서, 상기 고 프레임 레이트 영상의 휘도는 제1 곡선(CV1)을 따라 스윙하고 상기 저 프레임 레이트 영상의 휘도는 제2 곡선(CV2)을 따라 스윙한다. 상기 제1 곡선(CV1)의 최저 휘도 및 상기 제2 곡선(CV2)의 최저 휘도의 차이는 제1 휘도차(DF1)로 표시하였다.

도 11은 상기 제2 스토리지 전압(VCST2, 7.7V)에서 저 프레임 레이트 영상의 휘도 및 고 프레임 레이트 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다. 상기 제2 스토리지 전압(VCST2, 7.7V)에서, 상기 고 프레임 레이트 영상의 휘도는 제3 곡선(CV3)을 따라 스윙하고 상기 저 프레임 레이트 영상의 휘도는 제4 곡선(CV4)을 따라 스윙한다. 상기 제3 곡선(CV3)의 최저 휘도 및 상기 제4 곡선(CV4)의 최저 휘도의 차이는 제2 휘도차(DF2)로 표시하였다.

도 12는 상기 제3 스토리지 전압(VCST3, 12.6V)에서 저 프레임 레이트 영상의 휘도 및 고 프레임 레이트 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다. 상기 제3 스토리지 전압(VCST3, 12.6V)에서, 상기 고 프레임 레이트 영상의 휘도는 제5 곡선(CV5)을 따라 스윙하고 상기 저 프레임 레이트 영상의 휘도는 제6 곡선(CV6)을 따라 스윙한다. 상기 제5 곡선(CV5)의 최저 휘도 및 상기 제6 곡선(CV6)의 최저 휘도의 차이는 제3 휘도차(DF3)로 표시하였다.

상기 제2 스토리지 전압(VCST2)보다 작은 상기 제1 스토리지 전압(VCST1)을 상기 표시 패널(100)에 인가한 경우, 상기 제1 휘도차(DF1)는 상기 제2 휘도차(DF2)보다 크므로, 상기 가변 프레임 레이트에서의 상기 표시 패널(100)의 휘도 특성은 더욱 악화된 것으로 볼 수 있다.

상기 제2 스토리지 전압(VCST2)보다 큰 상기 제3 스토리지 전압(VCST3)을 상기 표시 패널(100)에 인가한 경우, 상기 제3 휘도차(DF3)는 상기 제2 휘도차(DF2)보다 작으므로, 상기 가변 프레임 레이트에서의 상기 표시 패널(100)의 휘도 특성은 개선된 것으로 볼 수 있다.

본 실시예에 따르면, 공통 전압(VCOM)보다 큰 레벨을 갖는 스토리지 전압(VCST)을 이용하여 영상을 표시하므로, 가변하는 프레임 레이트로 인한 표시 오류를 보정할 수 있다.

또한, 상기 공통 전압(VCOM)은 입력 영상 데이터(IMG)의 계조에 따라 가변하는 값을 갖도록 조절되어, 가변하는 프레임 레이트로 인한 표시 오류를 보정할 수 있다.

결과적으로, 가변하는 프레임 레이트로 영상을 표시하는 표시 패널(100)의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다. 도 14는 계조에 따른 도 13의 감마 기준 전압을 나타내는 그래프이다.

본 실시예에 따른 표시 장치는 감마 기준 전압 생성부의 감마 기준 전압을 제외하고는 도 1 내지 도 12의 표시 장치와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 반복되는 설명은 생략한다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 타이밍 컨트롤러(200), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400), 데이터 구동부(500) 및 전압 생성부(600)를 포함한다.

상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 동일 계조에 대해 정극성 감마 기준 전압 및 부극성 감마 기준 전압의 평균이 센터 전압(VCENTER)이 되도록 상기 정극성 감마 기준 전압 및 상기 부극성 감마 기준 전압을 생성할 수 있다.

상기 감마 기준 전압 생성부(600)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 센터 전압(VCENTER)을 기초로 상기 정극성 감마 기준 전압 및 상기 부극성 감마 기준 전압을 생성할 수 있다. 상기 센터 전압(VCENTER)은 저 계조 영역에서 레벨이 다운될 수 있다.

종래의 정극성 감마 기준 전압들을 생성하기 위한 정극성 감마 곡선을 GCP1이라고 할 때, 본 실시예에서는 저 계조 영역에서 상기 정극성 감마 곡선의 레벨이 다운된 GCP2를 이용하여 정극성 감마 기준 전압들을 생성할 수 있다.

종래의 부극성 감마 기준 전압들을 생성하기 위한 부극성 감마 곡선을 GCN1이라고 할 때, 본 실시예에서는 저 계조 영역에서 상기 부극성 감마 곡선의 레벨이 다운된 GCN2를 이용하여 부극성 감마 기준 전압들을 생성할 수 있다.

예를 들어, 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 상기 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 센터 전압(VCENTER)의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 센터 전압(VCENTER)의 제2 평균보다 작을 수 있다.

상기 전압 생성부(600)는 공통 전압(VCOM) 및 스토리지 전압(VCST)을 생성한다. 상기 전압 생성부(600)는 상기 공통 전압(VCOM) 및 상기 스토리지 전압(VCST)을 상기 표시 패널(100)에 출력한다. 상기 전압 생성부(600)는 상기 데이터 신호(DATA)를 이용하여 상기 공통 전압(VCOM) 및 상기 스토리지 전압(VCST)을 생성할 수 있다. 상기 스토리지 전압(VCST)은 상기 공통 전압(VCOM)보다 큰 값을 가질 수 있다. 이 때, 상기 스토리지 전압(VCST)은 상기 공통 전압(VCOM)의 2배로 설정될 수 있다.

또한, 상기 감마 기준 전압의 센터 전압은 입력 영상 데이터(IMG)의 계조에 따라 다른 레벨을 가져, 가변하는 프레임 레이트로 인한 표시 오류를 보정할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 타이밍 컨트롤러(200)에 포함된 데이터 신호 변환부를 나타내는 블록도이다.

본 실시예에 따른 표시 장치는 감마 기준 전압의 레벨을 변경하는 대신 데이터 신호의 계조를 보정하는 것을 제외하고는 도 13 및 도 14의 표시 장치와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 반복되는 설명은 생략한다.

도 13 및 도 15를 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 타이밍 컨트롤러(200), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400), 데이터 구동부(500) 및 전압 생성부(600)를 포함한다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 데이터 신호의 계조를 보정하는 데이터 신호 변환부(220)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 신호 변환부(220)는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.

상기 데이터 신호 변환부(220)는 제1 계조(DG1)를 입력 받아 상기 제2 계조(DG2)를 출력한다. 예를 들어, 상기 데이터 신호 변환부(220)는 상기 제1 계조(DG1)에 가변 프레임 보상 신호를 합산하여 상기 제2 계조(DG2)를 생성할 수 있다.

상기 가변 프레임 보상 신호는 음수일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 계조(DG1)가 32 계조이고, 상기 가변 프레임 보상 신호가 -5 계조인 경우, 상기 제2 계조(DG2)는 27 계조일 수 있다.

상기 데이터 신호 변환부(220)는 감마 곡선의 변화 없이 도 14의 감마 곡선 변환과 같은 효과를 나타내기 위한 동작을 수행한다. 예를 들어, 도 15의 실시예에서 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 GCP1, GCN1의 감마 곡선을 따라 감마 기준 전압을 생성하고, 상기 데이터 신호 변환부(220)가 입력 계조를 변경하여 GCP2, GCN2를 따라 데이터 전압이 출력되는 것과 같은 효과를 나타낸다.

상기 가변 프레임 보상은 저 계조 영역에서 필요성이 크다. 즉, 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 상기 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 가변 프레임 보상 신호의 절대값의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 가변 프레임 보상 신호의 절대값의 제2 평균보다 클 수 있다.

또한, 상기 데이터 신호 변환부(220)는 상기 데이터 신호(DATA)의 계조를 적절히 변환하여, 가변하는 프레임 레이트로 인한 표시 오류를 보정할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 표시 장치 및 표시 패널의 구동 방법에 따르면, 가변하는 프레임 레이트로 인한 표시 오류를 보정하여, 표시 패널의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

이상 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 표시 패널 200: 타이밍 컨트롤러
220: 데이터 신호 변환부 300: 게이트 구동부
400: 감마 기준 전압 생성부 500: 데이터 구동부
600: 전압 생성부

Claims

스위칭 소자, 상기 스위칭 소자와 연결되는 픽셀 전극, 상기 픽셀 전극과 중첩되는 공통 전극 및 상기 픽셀 전극과 중첩되는 스토리지 전극을 포함하는 표시 패널;
가변하는 프레임 레이트에 따라 입력 영상 데이터를 처리하여 가변하는 프레임 길이를 갖는 데이터 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러;
상기 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하여 상기 픽셀 전극에 출력하는 데이터 구동부; 및
상기 공통 전극에 공통 전압을 인가하고, 상기 스토리지 전극에 상기 공통 전압보다 큰 스토리지 전압을 인가하는 전압 생성부를 포함하고,
상기 입력 영상 데이터의 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 공통 전압의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 공통 전압의 제2 평균보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 데이터 신호는 액티브 구간 및 블랭크 구간을 포함하고,
상기 타이밍 컨트롤러는 상기 가변하는 프레임 레이트에 따라 상기 데이터 신호의 상기 블랭크 구간의 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는 제1 프레임 레이트에 대응하여 제1 액티브 구간 및 제1 블랭크 구간을 갖는 제1 프레임 데이터 신호를 생성하고,
상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제1 프레임 레이트보다 큰 제2 프레임 레이트에 대응하여 상기 제1 액티브 구간과 길이가 동일한 제2 액티브 구간 및 상기 제1 블랭크 구간보다 길이가 짧은 제2 블랭크 구간을 갖는 제2 프레임 데이터 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 스토리지 전압은 상기 공통 전압의 2배인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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제1항에 있어서, 상기 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 한 프레임의 평균 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 공통 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 스토리지 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
스위칭 소자, 상기 스위칭 소자와 연결되는 픽셀 전극, 상기 픽셀 전극과 중첩되는 공통 전극 및 상기 픽셀 전극과 중첩되는 스토리지 전극을 포함하는 표시 패널;
가변하는 프레임 레이트에 따라 입력 영상 데이터를 처리하여 가변하는 프레임 길이를 갖는 데이터 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러;
상기 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하여 상기 픽셀 전극에 출력하는 데이터 구동부; 및
상기 공통 전극에 공통 전압을 인가하고, 상기 스토리지 전극에 상기 공통 전압보다 큰 스토리지 전압을 인가하는 전압 생성부를 포함하고,
상기 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 스토리지 전압을 생성하며,
상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 스토리지 전압의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 스토리지 전압의 제2 평균보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 한 프레임의 평균 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 스토리지 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
스위칭 소자, 상기 스위칭 소자와 연결되는 픽셀 전극, 상기 픽셀 전극과 중첩되는 공통 전극 및 상기 픽셀 전극과 중첩되는 스토리지 전극을 포함하는 표시 패널;
가변하는 프레임 레이트에 따라 입력 영상 데이터를 처리하여 가변하는 프레임 길이를 갖는 데이터 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러;
상기 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하여 상기 픽셀 전극에 출력하는 데이터 구동부; 및
상기 공통 전극에 공통 전압을 인가하고, 상기 스토리지 전극에 상기 공통 전압보다 큰 스토리지 전압을 인가하는 전압 생성부를 포함하고,
상기 데이터 신호에 대응하는 값을 갖는 감마 기준 전압을 생성하는 감마 기준 전압 생성부를 더 포함하고,
상기 감마 기준 전압 생성부는 동일 계조에 대해 정극성 감마 기준 전압 및 부극성 감마 기준 전압의 평균이 센터 전압이 되도록 상기 정극성 감마 기준 전압 및 상기 부극성 감마 기준 전압을 생성하며,
상기 감마 기준 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 센터 전압을 기초로 상기 정극성 감마 기준 전압 및 상기 부극성 감마 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 센터 전압의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 센터 전압의 제2 평균보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 가변 프레임 보상 신호를 생성하고,
상기 타이밍 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조에 상기 가변 프레임 보상 신호를 합산하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
스위칭 소자, 상기 스위칭 소자와 연결되는 픽셀 전극, 상기 픽셀 전극과 중첩되는 공통 전극 및 상기 픽셀 전극과 중첩되는 스토리지 전극을 포함하는 표시 패널;
가변하는 프레임 레이트에 따라 입력 영상 데이터를 처리하여 가변하는 프레임 길이를 갖는 데이터 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러;
상기 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하여 상기 픽셀 전극에 출력하는 데이터 구동부; 및
상기 공통 전극에 공통 전압을 인가하고, 상기 스토리지 전극에 상기 공통 전압보다 큰 스토리지 전압을 인가하는 전압 생성부를 포함하고,
상기 타이밍 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 가변 프레임 보상 신호를 생성하고,
상기 타이밍 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조에 상기 가변 프레임 보상 신호를 합산하며,
상기 가변 프레임 보상 신호는 음수이고,
상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 가변 프레임 보상 신호의 절대값의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 가변 프레임 보상 신호의 절대값의 제2 평균보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
스위칭 소자, 상기 스위칭 소자와 연결되는 픽셀 전극 및 상기 픽셀 전극과 중첩되는 공통 전극을 포함하는 표시 패널;
가변하는 프레임 레이트에 따라 입력 영상 데이터를 처리하여 가변하는 프레임 길이를 갖는 데이터 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러;
상기 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하여 상기 픽셀 전극에 출력하는 데이터 구동부; 및
상기 공통 전극에 상기 입력 영상 데이터의 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 인가하는 전압 생성부를 포함하고,
상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 공통 전압의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 공통 전압의 제2 평균보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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제15항에 있어서, 상기 전압 생성부는 상기 입력 영상 데이터의 한 프레임의 평균 계조에 따라 다른 레벨을 갖는 상기 공통 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
가변하는 프레임 레이트에 따라 입력 영상 데이터를 처리하여 가변하는 프레임 길이를 갖는 데이터 신호를 생성하는 단계;
상기 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하여 표시 패널의 픽셀 전극에 출력하는 단계;
상기 표시 패널의 공통 전극에 공통 전압을 인가하는 단계; 및
상기 표시 패널의 스토리지 전극에 상기 공통 전압보다 큰 스토리지 전압을 인가하는 단계를 포함하고,
상기 입력 영상 데이터의 계조가 최저 계조와 중간 계조 사이일 때의 상기 공통 전압의 제1 평균은 상기 입력 영상 데이터의 상기 계조가 상기 중간 계조와 최고 계조 사이일 때의 상기 공통 전압의 제2 평균보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제18항에 있어서, 상기 데이터 신호는 액티브 구간 및 블랭크 구간을 포함하고,
상기 데이터 신호를 생성하는 단계는
상기 가변하는 프레임 레이트에 따라 상기 데이터 신호의 상기 블랭크 구간의 길이를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제19항에 있어서, 상기 데이터 신호를 생성하는 단계는
제1 프레임 레이트에 대응하여 제1 액티브 구간 및 제1 블랭크 구간을 갖는 제1 프레임 데이터 신호를 생성하는 단계; 및
상기 제1 프레임 레이트보다 큰 제2 프레임 레이트에 대응하여 상기 제1 액티브 구간과 길이가 동일한 제2 액티브 구간 및 상기 제1 블랭크 구간보다 길이가 짧은 제2 블랭크 구간을 갖는 제2 프레임 데이터 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.